Modellierung und Simulation von Signaltransduktionswegen Anwendung von diskreten Modellierungssprachen in der Systembiologie
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Beschreibung
In der vorliegenden Arbeit wird eine Systemarchitektur vorgestellt, die automatisch Signaltransduktionsweg-
Instanzen auf Instanzen diskreter Modellierungssprachen abbildet. Dazu werden
ausgewählte in der Informatik etablierte Modellierungssprachen eingesetzt, um mit diesen
Modellierungssprachen Signaltransduktionswege diskret zu modellieren und qualitativ zu analysieren.
Die Signaltransduktionswege werden so auf die Konzepte der Modellierungssprachen
abgebildet, dass deren Struktur, Signalfluss, Interaktionen und Reaktionseffekte visualisiert und
anschließend analysiert werden können. Für Signaltransduktionswege und für jede hier eingesetzte
Modellierungssprache werden Metamodelle synthetisiert, zwischen denen mithilfe der
relationalen Sprache von MOF-QVT formale Transformationsregeln erstellt werden, welche die
Basis für die automatische Generierung der Zielmodellinstanzen bilden.
Durch die Anwendung verschiedener Modellierungssprachen ist es möglich, Signaltransduktionswege
aus unterschiedlichen Perspektiven zu analysieren. Zum Ersten eignen sich Live
Sequence Charts (LSCs) in Verbindung mit der Software-Applikation ”Play-Engine“ zur Beobachtung
von Signalflüssen durch Aktivierung und Inaktivierung von Molekülen. Zum Zweiten
erlaubt die Modellierung von stöchiometrischen Gleichungen mithilfe von gefärbten Petri-Netzen
(Colored Petri-Netze, CPNs) Reaktionseffekte mittels ihrer spezifischen Strukturen in
Modellen zu erkennen, Ablaufmuster zu identifizieren und Pathways zu analysieren. Zum Dritten
werden durch UML-Statecharts Reaktionseffekte durch Modellierung des Intraobjektverhaltens
von Molekülen präzisiert und das Verständnis für Reaktionen und Signaltransduktionswege
vertieft.
Autor*in
Claudia Täubner
Themen in »Modellierung und Simulation von Signaltransduktionswegen Anwendung von diskreten Modellierungssprachen in der Systembiologie«
Colored Petri-Net Live Sequence Chart MOF-QVT Modellierung Signaltransduktionsweg